高壓

　　圖2列出了采用LIN連接的一些應用實例。這些應用通常需要能夠直接使用汽車電瓶電壓高效地控制各種12V機械致動器的高壓器件。應用實例包括：車窗升降、車座位置調整、雨刮器和渦輪增壓器襟翼控制。芯片上通常內置驅動器，可提供高達1安培的電流。此外，還需要使用外置MOSFET。由于微控制器不能直接驅動外置MOSFET，因此必須使用內置柵極驅動器，常見的例子是H橋和B6柵極驅動器。用于控制這些應用的任何微控制器均需使用一個低于汽車電瓶電壓的工作電壓，因此，通常需要使用一個低壓降穩壓器為MCU提供穩定電壓。

　　一個8位Atmel微控制器通常在一個由10－16個LIN從節點組成的小集群中工作，我們可以將其用于這些應用，同時確保所要求的響應時間。

　　抗擾能力有可能對LIN應用構成一大挑戰。這是因為LIN總線可能長達幾米，暴露于電子噪聲環境。Atmel的器件具備異?？煽康腅MC/EMI（電磁兼容/電磁干擾）特性以及6 kV的ESD（靜電放電）抗擾度。汽車制造商規定必須遵從一些通用標準，而Atmel的器件通過了這些標準的認證。Atmel在其故障安全型LIN器件中采用一種非?？煽康腟OI技術。Atmel的某些LIN器件在硬件中實現了LIN協議軟件棧的最底層。這不僅有助于大幅減少那些成本敏感型應用的物料清單（BoM），而且還能為應用釋放大量閃存空間。除此之外，Atmel還與一些領先的行業合作伙伴開展合作，以確保提供完整的生產級質量的LIN協議軟件棧。

　　圖3 – 小型直流電動機的H橋控制

　　Atmel最新推出的系統基礎芯片ATA664151便于設計人員為LIN總線系統開發價格低廉而強大的主從節點。它內置一個8信道高壓接口、一個遵從LIN 2.2a和SAEJ2602-2的LIN收發器、一個可調Window Watchdog和一個低壓降穩壓器，可提供5V輸出電壓和高達80mA的電流。Atmel ATA664151專為LIN開關應用而設計，并將幾乎整個LIN節點集成到一個封裝中。 ATA664151的強大功能集使其對于LED控制、繼電器控制、外置晶體管控制等其它眾多應用也頗具價值。設計人員可以方便靈活地配置ATA664151的高壓端口，使其完美匹配所需應用。此外，ATA664151還具備各種可提高系統魯棒性和可靠性的功能，如過壓和欠壓檢測、過熱檢測、高壓端口和電源電壓測量等。

　　圖3顯示了一個采用ATA664151的電動機控制應用示例。該設計在車窗升降應用中可能較為常見，其中繼電器用于為一個直流電動機提供雙向驅動電流。該設計利用ATA664151的并行輸出能力提高繼電器的電流驅動能力。如該例所示，僅僅使用ATA664151、一個Atmel主控MCU和幾個無源組件，我們就能設計出一個通過LIN連接的ECU。為了簡化設計，我們也可以將ATA664151和一個Atmel ATtiny167 MCU集成到一個封裝中。

　　汽車門禁

　　另一個增長迅猛并被消費者廣泛接受的汽車電子領域就是汽車門禁系統。無線接口是實現這些系統的技術：1）300-900MHz范圍內的射頻（RF）和2）100-150KHz范圍內的低頻（LF）。每個接口都具有獨特、非常適合這些應用的屬性和特點。RF通信接口通常傳輸距離較遠（30-300米），而且允許使用多種降噪技術來確?？煽康臄祿粨Q。LF通信接口的傳輸距離通常要小很多（對于接收應用，小于10米；對于收發應用，小于《 0.05米），能夠從低頻電磁場采集能量，并可使用遠低于RF所要求的電流進行調制和解調。

　　Atmel從一開始就一直在為RKE系統提供RF發射器和接收器。隨著OEM廠商要求增加傳輸距離、提高可靠性和降低功耗的呼聲日益增高，Atmel繼續致力于提供能力更強的新型發射器、接收器和收發器。目前包括集成高效的微控制器技術，為門禁應用打造超低功耗的單芯片解決方案，其中包括高效、超低電流的微控制器技術。RKE車鑰匙發射器的一個例子是ATA557x系列。如圖4所示，它集成了一個Atmel微控制器、4K用戶內存和一個固定N型PLL RF發射器。

　　圖4 – 用于實現RKE功能的ATA577x車鑰匙原理圖

　　當今的汽車門禁系統還能提供發動機防盜鎖止（IMMO）和無源開鎖/無源啟動（PEPS）功能。RKE完全依賴于射頻（RF）實現無線操作，而IMMO和PEPS則使用低頻（LF）。配備IMMO功能的車鑰匙必須能夠在不使用電池的情況下“收聽”和“回應”汽車發起的查詢。這要求鑰匙中的控制電子元件能夠利用從汽車產生的LF電磁場采集的微乎其微的電能來運行。為了讓汽車能夠對鑰匙進行身份驗證，需要使用安全性極高的高級加密標準（AES）。

　　圖5顯示了Atmel的另一個高集成度器件。如圖所示，只需很少的外部元件就能實現具備RKE和IMMO功能的車鑰匙。ATA5795包含一個微控制器、安全的EEPROM、轉發器和一個可對輸出功率、頻率和調制參數進行編程的RF發射器。注：即使紐扣電池耗盡電量，IMMO也完全能夠正常工作。

　　圖5 – 用于實現RKE和IMMO功能的ATA5795車鑰匙原理圖

　　本文選自電子發燒友網7月《汽車電子特刊》Change The World，轉載請注明出處！